运动控制系统 课后习题答案

运动控制系统 课后习题答案

2、2 系统得调速范围就是1000~100,要求静差率s=2%,那么系统允许得静差转速降就是多少？ 解:

系统允许得静态速降为

2、3 某一调速系统,在额定负载下,最高转速特性为,最低转速特性为 ,带额定负载时得速度降落,且在不同转速下额定速降 不变,试问系统能够达到得调速范围有多大？系统允许得静差率就是多少？ 解:1)调速范围 (均指额定负载情况下)

2) 静差率

2、4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ,I N =378A,n N =1430r/min,Ra=0、023Ω。相控整流器内阻Rrec=0、022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时,求系统得调速范围。如果s=30%时,则系统得调速范围又为多少？？ 解:()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯=

2、5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机,主电路总电阻R=0、18Ω,Ce=0、2V •min/r,求:

(1)当电流连续时,在额定负载下得转速降落为多少？ (2)开环系统机械特性连续段在额定转速时得静差率多少？ (3)若要满足D=20,s ≤5%得要求,额定负载下得转速降落又为多少? 解:(1) (2)

(3)

2、6 有一晶闸管稳压电源,其稳态结构图如图所示,已知给定电压、比例调节器放大系数、晶闸管装置放大系数、反馈系数γ=0、7。求:(1)输出电压;(2)若把反馈线断开,为何值？开环时得输出电压就是闭环就是得多少倍？(3)若把反馈系数减至γ=0、35,当保持同样得输出电压时,给定电压 应为多少？ 解:(1)*

(1)2158.8(12150.7)12d

p s u p s U K K U K K V γ=+=⨯⨯+⨯⨯=

(2) ,开环输出电压就是闭环得22倍 (3)

*

(1)12(12150.35)(215) 4.6u d p s p s U U K K K K V

γ=+=⨯+⨯⨯⨯=

2、7 某闭环调速系统得调速范围就是1500r/min~150r/min,要求系统得静差率,那么系统允许得静态速降就是多少？如果开环系统得静态速降就是100r/min,则闭环系统得开环放大倍数应有多大？ 解: 1)

2)

2、8 某闭环调速系统得开环放大倍数为15时,额定负载下电动机得速降为8 r/min,如果将开环放大倍数提高到30,它得速降为多少？在同样静差率要求下,调速范围可以扩大多少倍？ 解:

如果将开环放大倍数提高到30, 则速降为:

在同样静差率要求下,D 可以扩大倍

2、9 有一V-M 调速系统:电动机参数P N =2、2kW, U N =220V , I N =12、5A, n N =1500 r/min,电枢电阻R a =1、5Ω,电枢回路电抗器电阻RL=0、8Ω,整流装置内阻R rec =1、0Ω,触发整流环节得放大倍数K s =35。要求系统满足调速范围D=20,静差率S<=10%。

(1)计算开环系统得静态速降Δn op 与调速要求所允许得闭环静态速降Δn cl 。 (2)采用转速负反馈组成闭环系统,试画出系统得原理图与静态结构图。

(3)调整该系统参数,使当U n *=15V 时,I d =I N ,n=n N ,则转速负反馈系数 α应该就是多少？ (4)计算放大器所需得放大倍数。 解:(1)

所以, (2)

(3)(4)()()()()[]

()()[]K C R I K KU K C R I U K K n

e d n e d n s p +-+=+-=*

*1/1/1/α

可以求得,

也可以用粗略算法: , ,

2、10 在题2、9得转速负反馈系统中增设电流截止环节,要求堵转电流,临界截止电流,应该选用多大得比较电压与电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主电路总电阻得1/3 ,如果做不到,需要增加电流反馈放大器,试画出系统得原理图与静态结构图,并计算电流反馈放大系数。这时电流反馈采样电阻与比较电压各为多少？ 解:(1) ,

()

()Ω=⇒+=⇒+≈5.1/1525/*

s s com s com n dbl R R U R U U I ,

(2)

由于需要得检测电阻值大,说明要求得电流信号值也大。要同时满足检测电阻小与电流信号大得要求,则必须采用放大器,对电流信号进行放大。为此, 取,则

(3) 当时,有

()[

]()()[

]

()[]()

()()[

](

)()()

[]

K C I R K K K R K C U K U K K K C RI K C U I R K K K K C U K K n e d s i s p e com i n s p e d e com d s i s p e n s p ++-++=+-+--+=1/1/1/1/1/**

当n=0时,

2、11在题2、9得系统中,若主电路电感L=50mH,系统运动部分得飞轮惯量,整流装置采用三相零式电路,试判断按题2-9要求设计得转速负反馈系统能否稳定运行？如要保证系统稳定运行,允许得最大开环放大系数就是多少？

解: ,,,

()()222

/0.0820.0150.003330.00333/0.0151*0.003330.00150.00333/0.0000498330.52

l m l s s s K T T T T T T ⎡⎤⎡⎤<++=⨯++⎣⎦⎣⎦⎡⎤=+=⎣⎦（

）

可见与前面得K>35、955相矛盾,故系统不稳定。要使系统能够稳定运行,K 最大为30、52。

2、12 有一个晶闸-电动机调速系统,已知:电动机:,,,r/min,=1、5Ω,整流装置内阻=1Ω, 电枢回路电抗器电阻=0、8Ω, 触发整流环节得放大倍数。 (1)系统开环工作时,试计算调速范围时得静差率值。 (2)当,时,计算系统允许得稳态速降。

(3)如组成转速负反馈有静差调速系统,要求,,在时,,计算转速负反馈系数与放大器放大系数。 解:

(1)

(2)

(3)

2、13旋转编码器光栅数1024,倍频系数4,高频时钟脉冲频率,旋转编码器输出得脉冲个数与高频时钟脉冲个数均采用16位计数器,M 法测速时间为0、01s,求转速与时得测速分辨率与误差率最大值。 解:

(1)M 法:分辨率 最大误差率: 时, 时, 时, 时,

可见M 法适合高速。 (2)T 法: 分辨率:

时,min /1711500

4102510160150041024606

2

02r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=